KR20090075102A - 협력 통신 릴레이를 이용하여 데이터를 전송하는 통신시스템 - Google Patents

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KR20090075102A
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Abstract

본 발명은 릴레이를 이용한 무선 데이터 전송 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기지국에 속한 협력 통신 릴레이, 협력 통신 릴레이를 이용하여 기지국에 접속하는 단말기, 및 기지국에 관한 것이다.
본 발명은 복수의 릴레이가 속한 기지국에 접속하는 단말기에 있어서, N1개의 릴레이로 구성된 제1 클러스터(cluster)에 속한 제1 릴레이로부터 제1 프리앰블 신호를 수신하고, N2개의 릴레이로 구성된 제2 클러스터에 속한 제2 릴레이로부터 제2 프리앰블(preamble) 신호를 수신하는 수신부, 상기 제1 및 상기 제2 프리앰블 신호에 기반하여, 상기 제1 클러스터를 상기 기지국에 접속하기 위한 접속 클러스터로 선택하는 제어부, 및 상기 제1 릴레이로 접속 요구 메시지를 전송하는 전송부를 포함하고, 상기 접속 요구 메시지는 상기 제1 릴레이를 경유하여 상기 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 하는 단말기를 제공한다.
본 발명에 따르면 무선 데이터 전송 시스템에서 기지국에 속한 복수의 협력 통신 릴레이를 이용하여 기지국의 커버리지내의 단말에게 효율적으로 데이터를 전송할 수 있다.
협력 통신, Cooperative Communication, 메쉬 노드, mesh, 릴레이

Description

협력 통신 릴레이를 이용하여 데이터를 전송하는 통신 시스템{COMMUNICATION SYSTEM FOR TRANSMITTING DATA BY USING COOPERATIVE COMMUNICATION RELAY}
본 발명은 릴레이를 이용한 무선 데이터 전송 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기지국에 속한 협력 통신 릴레이, 협력 통신 릴레이를 이용하여 기지국에 접속하는 단말기, 및 기지국에 관한 것이다.
이동 통신 시스템은 이동 통신 시스템에 할당된 무선 자원을 복수의 기지국에 분할 하여 할당한다. 기지국에 접속한 각각의 단말기는 기지국에 할당된 무선 자원을 이용하여 기지국과 통신한다.
이동 통신 서비스를 이용하는 사용자의 증가와 각각의 사용자가 이용하는 서비스의 대역폭 증가로 인하여 기지국에 할당된 무선 자원을 다수의 단말기가 분할하여 사용하고 있다. 기지국에 접속된 단말기의 수가 증가할수록 각각의 단말기가 이용할 수 있는 무선 자원의 대역은 제한된다. 단말기가 이용하는 서비스의 대역폭은 점차로 증가하고 있으므로, 한 기지국에 접속할 수 있는 단말기의 수는 제한된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 기지국의 커버리지 내에 복수의 릴레이를 설치하는 기술이 제안되었다. 기지국은 각각의 릴레이로 데이터를 전송하고, 단말기는 릴레이로부터 데이터를 수신한다. 기지국은 기지국의 커버리지내의 모든 단말기에게 신호를 전송해야 하므로 강한 전력으로 신호를 전송해야 하지만, 릴레이는 상대적으로 적은 전력만으로도 단말기로 데이터를 전송할 수 있다. 각각의 릴레이는 적은 송신 전력으로 단말기에게 데이터를 전송하므로, 각 릴레이가 사용하는 무선 자원은 공간적으로 떨어진 위치의 다른 릴레이가 재사용할 수 있다.
본 발명은 복수의 릴레이가 속한 기지국에 접속하는 단말기에 있어서, N1개의 릴레이로 구성된 제1 클러스터(cluster)에 속한 제1 릴레이로부터 제1 프리앰블 신호를 수신하고, N2개의 릴레이로 구성된 제2 클러스터에 속한 제2 릴레이로부터 제2 프리앰블(preamble) 신호를 수신하는 수신부, 상기 제1 및 상기 제2 프리앰블 신호에 기반하여, 상기 제1 클러스터를 상기 기지국에 접속하기 위한 접속 클러스터로 선택하는 제어부, 및 상기 제1 릴레이로 접속 요구 메시지를 전송하는 전송부를 포함하고, 상기 접속 요구 메시지는 상기 제1 릴레이를 경유하여 상기 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 하는 단말기를 제공한다.
본 발명의 다른 일측에 따르면, 복수의 릴레이로 구성된 클러스터에 속한 릴레이에 있어서, 상기 클러스터의 서비스 영역에 위치한 단말기로 프리앰블 신호를 전송하는 전송부, 및 상기 전송된 프리앰블 신호에 기반하여 생성된 접속 요구 메시지를 상기 단말기로부터 수신하는 수신부를 포함하고, 상기 전송부는 상기 수신된 접속 요구 메시지를 상기 릴레이가 속한 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 릴레이가 제공된다.
본 발명의 또 다른 일측에 따르면, 기지국의 커버리지를 적어도 하나 이상의 클러스터 서비스 영역으로 구분하고, 상기 각각의 클러스터 서비스 영역에 속한 적어도 하나 이상의 릴레이들을 클러스터로 구성하는 클러스터 할당부, 제1 클러스터의 클러스터 서비스 영역에 위치한 단말기로부터 상기 제1 클러스터에 포함된 제1 릴레이를 경유하여 접속 요구 메시지를 수신하는 수신부, 상기 접속 요구 메시지에 기반하여 상기 단말기에 대한 제1 데이터 전송 경로를 결정하는 전송 경로 결정부, 및 상기 접속 요구 메시지에 응답하여 상기 결정된 제1 데이터 전송 경로를 상기 제1 릴레이를 경유하여 상기 단말기로 전송하는 전송부를 포함하고, 상기 제1 데이터 전송 경로는 상기 제1 클러스터에 제3 릴레이를 경유하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치가 제공된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따라 각각의 클러스터로 구분된 협력 메쉬 릴레이(Cooperative mesh relay)를 이용하여 데이터를 전송하는 통신 시스템을 도시한 개념도이다. 이하 도 1을 참조하여 본 발명에 따라 데이터를 전송하는 통신 시스템을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 통신 시스템은 기지국(또는 기지국 장치)(110), 클러스터(140, 150)로 구분된 복수의 릴레이(141, 142, 143, 151, 152, 153), 및 단말기(130)를 포함한다.
기지국(110)은 단말기(130)와 통신하기 위하여 복수의 릴레이(141, 142, 143, 151, 152, 153)를 이용한다. 기지국(110)이 복수의 릴레이(141, 142, 143, 151, 152, 153)를 각각 제어한다면, 기지국의 부담이 너무 커진다. 기지국은 복수의 릴레이(141, 142, 143, 151, 152, 153)를 복수의 클러스터로 구분하고, 각각의 클러스터만을 제어할 수 있다. 기지국은 특정 클러스터(140)에 속한 릴레이(141)로 데이터를 전송하고, 데이터를 수신한 릴레이(141)는 특정 클러스터에 속한 다른 릴레이(142, 143)를 경유하여 단말기로 데이터를 전송할 수 있다.
단말기(130)는 복수의 클러스터(140, 150) 중에서 기지국에 접속하기 위한 접속 클러스터(140)를 선택하고, 접속된 클러스터(140)를 통하여 접속 요구 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다.
단말기(130)가 제1 클러스터(140)를 통하여 데이터를 전송하는 경우에, 제2 클러스터(150)에 속한 릴레이로부터 수신한 신호에 기반하여 제1 클러스터(140)로부터 제2 클러스터(150)로 클러스터간 핸드 오버를 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라서 복수의 클러스터 중에서 기지국으로 접속하기 위한 접속 클러스터를 선택하는 단말기의 구조를 도시한 블록도이다. 이하 도 2를 참조하여 접속 클러스터를 선택하는 단말기의 구조를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 단말기(130)는 수신부(210), 제어부(220), 및 전송부(230)를 포함한다.
수신부(210)는 N1개의 릴레이로 구성된 제1 클러스터에 속한 제1 릴레이(240)로부터 제1 프리앰블 신호를 수신하고, N2개의 릴레이로 구성된 제2 클러스터에 속한 제2 릴레이(250)로부터 제2 프리앰블 신호를 수신한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 프리앰블 또는 제2 프리앰블 신호는 단말기(130)의 수신부(210)가 그 패턴을 미리 알고 있는 신호일 수 있다.
제어부(220)는 제1 프리앰블 및 제2 프리앰블 신호에 기반하여, 제1 클러스터 및 제2 클러스터 중에서 하나의 클러스터를 기지국에 접속하기 위한 접속 클러스터로 선택한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제어부(220)가 제1 클러스터를 접속 클러스 터로 선택한 경우에, 전송부(230)는 제1 클러스터에 속한 제1 릴레이(240)로 접속 요구 메시지를 전송할 수 있다. 접속 요구 메시지는 제1 릴레이(240)를 경유하여 기지국으로 전송된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 릴레이(240)는 제1 클러스터에 속한 다른 릴레이들과 협력 통신(Cooperative Communication)하여 접속 요구 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제어부(220)는 제1 프리앰블 및 제2 프리앰블 신호의 수신 전력에 기반하여 접속 클러스터를 선택할 수 있다. 수신 신호의 수신 전력은 각각의 릴레이(240, 250)로부터 단말기(130)까지의 무선 채널의 상태에 의존한다. 즉, 각각의 릴레이(240, 250)가 동일한 전력으로 제1 프리앰블 신호 및 제2 프리앰블 신호를 전송한 경우에, 제1 릴레이(240)로부터 단말기(130)까지의 무선 채널의 상태가 제2 릴레이(250)로부터 단말기(130)까지의 무선 채널의 상태보다 우수하다면, 제1 프리앰블 신호의 수신 전력은 제2 프리앰블 신호의 수신전력보다 높다. 따라서 제어부는 높은 수신 전력의 프리앰블 신호를 전송한 제1 릴레이(240)를 접속 요구 메시지를 전송하기 위한 릴레이로 선택하고, 제1 릴레이(240)가 속한 제1 클러스터를 접속 클러스터로 선택할 수 있다. 단말기(130)는 우수한 채널 상태를 가진 제1 릴레이(240)를 이용하여 접속 요구 메시지를 전송하므로, 접속 요구 메시지의 전송 성공 확률이 향상된다.
전송부(230)는 접속 클러스터에 속한 제1 릴레이(240)로 접속 요구 메시지를 전송한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라서 복수의 클러스터 중에서 접속 클러스터를 선택하는 단말기의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 이하 도 3을 참조하여 본 발명에 따라 접속 클러스터를 선택하는 단말기의 동작을 상세히 설명하기로 한다.
제1 릴레이(310), 제 3 릴레이(330), 및 제4 릴레이(340)는 제1 클러스터에 속하고, 제2 릴레이는 제2 클러스터에 속한다.
단말기(130)는 각각의 릴레이(310, 320, 330, 340)로부터 프리앰블 신호를 수신하고, 수신한 프리앰블 신호에 기반하여 접속 클러스터를 선택할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 클러스터에 속한 제1 릴레이(310)로부터 수신한 제1 프리앰블 신호의 패턴과 제2 클러스터에 속한 제2 릴레이(320)로부터 수신한 제2 프리앰블 신호의 패턴은 서로 상이할 수 있다. 각각의 프리앰블 신호를 수신한 단말기(130)는 서로 상이한 프리앰블 신호를 수신하고, 각각의 클러스터를 구별할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 동일한 클러스터에 속한 릴레이들(310, 330, 340)은 동일한 패턴의 프리앰블 신호를 전송할 수 있다. 제1 클러스터에 속한 각각의 릴레이들(310, 330, 340)이 전송하는 프리앰블 신호의 수신 전력은 제2 클러스터에 속한 제2 릴레이(320)로부터 수신한 프리앰블 신호의 수신 전력보다 낮을 수 있다. 그러나 이 경우에도 제1 클러스터에 속한 각각의 릴레이들(310, 330, 340)이 전송하는 프리앰블 신호의 수신 전력의 합은 제2 클러스터에 속한 제2 릴레이(320)로부터 수신한 프리앰블 신호의 수신 전력보다 높을 수 있다. 이 경우에 단말기(130)는 제1 클러스터를 접속 클러스터로 선택할 수 있다. 단말기(130)가 전송한 접속 요구 메시지는 제1 클러스터에 속한 각각의 릴레이들(310, 330, 340)로 전송되고, 각각의 릴레이들(310, 330, 340)은 서로 협력 통신(Cooperative Communication)하여 접속 요구 메시지를 기지국(110)으로 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 접속 클러스터에 속한 복수의 릴레이들(310, 330, 340)은 단말기(130)로부터 수신한 접속 요구 메시지를 멀티 홉(multi-hop) 방식으로 기지국(110)으로 전송할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 접속 요구 메시지는 다이버시티 이득(diversity gain)을 얻을 수 있도록, 접속 클러스터에 속한 복수의 릴레이들(310, 330, 340)을 각각 경유하여 전송 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 단말기(130)는 제1 클러스터에 속한 각각의 릴레이들(310, 330, 340)로부터 수신한 프리앰블 신호의 수신 전력 및 제2 클러스터에 속한 제2 릴레이(320)로부터 수신한 프리앰블 신호의 수신전력에 기반하여 데이터 전송 경로를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수신부(210)는 동일한 클러스터에 속한 복수의 릴레이로부터 동일한 프리앰블 신호를 수신하고, 제어부(220)는 수신한 프리앰블 신호에 기반하여 접속 요구 메시지를 전송하기 위한 접속 클러스터를 선택할 수 있다. 제어부(220)는 특정 클러스터에 속한 복수의 릴레이로부터 전송된 프리앰블 신호의 수신 전력의 총합에 기반하여 접속 클러스터를 선택할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 수신부(210)는 복수의 릴레이로부터 서로 직교(orthogonal)하는 프리앰블 신호를 수신하고, 제어부(220)는 수신한 프리앰블 신호에 기반하여 접속 요구 메시지를 전송하기 위한 접속 클러스터를 선택할 수 있 다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 동일한 클러스터에 속한 릴레이들(310, 330, 340)도 서로 상이한 프리앰블 신호를 전송할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 클러스터에 속한 제1 릴레이(310), 제3 릴레이(330), 및 제4 릴레이(340)는 서로 직교하는 각각의 프리앰블 신호를 전송하고, 제어부(220)는 수신한 제1 프리앰블 신호, 제2 프리앰블 신호, 제3 프리앰블 신호, 및 제4 프리앰블 신호에 기반하여 접속 요구 메시지 전송을 위한 접속 클러스터를 선택하거나 데이터 전송 경로를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제어부(220)는 복수의 접속 클러스터를 선택할 수 있다. 전송부(230)는 복수의 접속 클러스터에 속한 각각의 릴레이로 접속 요구 메시지를 전송한다. 접속 요구 메시지는 각각의 접속 클러스터에 속한 릴레이들의 협력 통신을 통하여 기지국(110)으로 전송되고, 기지국(110)은 각각의 접속 클러스터로부터 수신된 접속 요구 메시지를 결합하여 접속 요구 메시지 수신 확률을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 수신부(210)는 기지국(110)으로부터 제1 클러스터에 속한 제3 릴레이(330)를 포함하는 제1 데이터 전송 경로를 수신할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 전송부(230)는 수신된 제1 데이터 전송 경로를 경유하여 기지국(110)으로 데이터를 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 수신부(210)는 각각의 릴레이(310, 320, 330, 340)로부터 프리앰블 신호를 수신하고, 제어부는 수신한 프리앰블 신호에 기 반하여 데이터를 기지국(110)으로 전송하기 위한 제1 데이터 경로를 결정할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 데이터 전송 경로는 제1 클러스터에 속한 복수의 릴레이(310, 330, 340)가 협력 통신하여 데이터를 전송하는 전송 경로일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 데이터 전송 경로는 제1 클러스터에 속한 복수의 릴레이들(310, 330, 340)이 단말기(130)로부터 수신한 데이터를 멀티 홉(multi-hop) 방식으로 기지국(110)으로 전송하는 전송 경로일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 제1 데이터 전송 경로는 접속 클러스터에 속한 복수의 릴레이들(310, 330, 340)이 단말기(130)로부터 데이터를 각각 수신하고, 수신한 데이터를 기지국(110)으로 전송하는 전송 경로일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 데이터 전송 경로는 제1 클러스터 및 제2 클러스터에 속한 복수의 릴레이(310, 320, 330, 340)가 협력하여 데이터를 전송하는 전송 경로일 수 있다. 데이터는 제2 클러스터에 속한 릴레이(320)를 경유하거나, 제1 클러스터에 속한 복수의 릴레이들(310, 330, 340)을 이용하여 전송 될 수 있다.
결과적으로 단말기(130)는 복수의 릴레이들(310, 320, 330, 340)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 각각의 릴레이(310, 320, 330, 340)로부터 단말기(130)로 전송되는 데이터의 오류발생 확률은 각각의 릴레이(310, 320, 330, 340)로부터 단말기(130)간의 무선 채널의 상태에 따라서 결정된다. 단말기는 우수한 무선 채널을 경유하여 수신된 데이터만을 선택할 수 있으므로, 기지국(110)으로부터 단말기(130)까지의 데이터 전송 효율이 향상된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 릴레이(310)는 제3 릴레이(330)로 데이터를 전송할 수 있다. 제1 릴레이(310)는 데이터를 단말기로 전송하고, 제3 릴레이(330)는 제1 릴레이(310)로부터 수신한 데이터를 단말기로 전송할 수 있다.
단말기(130)가 제3 릴레이(330)를 포함하는 제 1 데이터 전송 경로를 경유하여 기지국(110)으로 데이터를 전송하는 경우에, 수신부(210)는 제1 클러스터에 속한 제3 릴레이(330)로부터 제3 프리앰블 신호를 수신하고 제4 릴레이(340)로부터 제4 프리앰블 신호를 각각 수신할 수 있다. 제어부(220)는 제3 프리앰블 및 제4 프리앰블 신호에 기반하여 데이터 전송 경로를 변경할지 여부를 결정할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 현재 데이터를 전송하고 있는 제3 릴레이(330)로부터 수신한 제3 프리앰블 신호의 수신 전력이 제4 릴레이(340)로부터 수신한 제4 프리앰블 신호의 수신 전력보다 낮다면 제어부(220)는 데이터 전송 경로를 변경하기로 결정할 수 있다.
전송부(230)는 제어부(220)의 결정에 따라서 데이터 전송 경로 변경 요구 메시지를 제3 릴레이(330)를 경유하여 기지국으로 전송할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 수신부(210)는 데이터 전송 경로 변경 요구 메시지에 응답하여 제2 데이터 전송 경로를 수신하고, 전송부(230)는 제2 데이터 전송 경로에 포함된 제4 릴레이(340)를 경유하여 제2 데이터를 기지국(110)으로 전송할 수 있다.
단말기(130)가 제3 릴레이(330)를 포함하는 제 1 데이터 전송 경로를 경유 하여 기지국(110)으로 데이터를 전송하는 경우에, 수신부(210)는 제3 릴레이(330)로부터 제3 프리앰블 신호를 수신하고, 제2 클러스터에 속한 제2 릴레이(320)로부터 제2 프리앰블 신호를 수신할 수 있다.
제어부(220)는 제2 프리앰블 신호 및 제3 프리앰블 신호에 기반하여 제1 클러스터로부터 제2 클러스터로 핸드 오버할지 여부를 결정할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 제2 프리앰블 신호의 수신 전력이 제3 프리앰블 신호의 수신 전력보다 더 높은 경우에 제어부(220)는 제1 클러스터로부터 제2 클러스터로 핸드 오버하는 것으로 결정할 수 있다. 전송부(230)는 제어부(220)의 결정에 따라서 클러스터간 핸드 오버 요구 메시지를 제3 릴레이(330)를 경유하여 기지국(110)으로 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 수신부(210)는 클러스터간 핸드 오버 요구 메시지에 응답하여 제2 릴레이(320)를 포함하는 제2 데이터 전송 경로를 제3 릴레이(330)를 경유하여 수신할 수 있다. 전송부(230)는 수신한 제2 데이터 전송 경로를 경유하여 기지국(110)으로 제2 데이터를 전송할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라서 단말기로부터 수신된 접속 요구 메시지를 기지국으로 전송하는 릴레이의 구조를 도시한 블록도이다. 이하 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 릴레이의 구조를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 릴레이(400)는 수신부(410), 수신 전력 측정부(420), 및 전송부(430)를 포함한다.
전송부(430)는 복수의 릴레이로 구성된 클러스터의 서비스 영역에 위치한 단말기(130)로 프리앰블 신호를 전송한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 동일한 클러스터에 속한 각각의 릴레이들은 동일한 패턴의 프리앰블 신호를 전송할 수도 있고, 상이한 패턴의 프리앰블 신호를 전송할 수도 있다.
수신부(410)는 전송된 프리앰블 신호에 기반하여 생성된 접속 요구 메시지를 단말기(130)로부터 수신한다. 전숭부(430)는 수신된 접속 요구 메시지를 릴레이(400)가 속한 기지국으로 전송한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 릴레이(400)는 접속 요구 메시지에 연관된 수신 신호의 수신 전력을 측정하는 수신 전력 측정부(420)를 더 포함할 수 있다. 수신 전력 측정부(420)는 접속 요구 메시지를 전송한 신호에 대하여 수신 전력을 측정하고, 전송부(430)는 측정된 수신 전력을 기지국(110)으로 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 단말기(130)는 접속 요구 메시지를 복수의 릴레이로 전송할 수 있다. 복수의 릴레이들은 접속 요구 메시지를 전송한 신호에 대하여 각각의 수신 전력을 측정하고, 측정된 수신 전력을 기지국(110)으로 전송한다. 기지국(110)은 각각 측정된 수신 전력에 기반하여 단말기(130)로 데이터를 전송하기 위한 데이터 전송 경로를 결정할 수 있다. 단말기(130)는 릴레이(400)를 경유하여 기지국(110)으로부터 데이터 전송 경로를 수신하고, 기지국(110)으로부터 수신한 데이터 전송 경로에 기반하여 기지국(110)으로 데이터를 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 전송부(430)는 수신 전력 측정부(420)가 측정한 수신 전력을 기지국(110)으로 전송하고, 수신부(410)는 수신 전력에 기반하여 결정된 데이터 전송 경로를 수신할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라서 단말기로부터 각각의 클러스터에 속 한 복수의 릴레이를 경유하여 접속 요구 메시지를 수신하는 기지국의 구조를 도시한 블록도이다. 이하 도 5를 참조하여 접속 요구 메시지를 수신하는 기지국의 구조를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 기지국(110)은 클러스터 할당부(510), 전송부(520), 전송 경로 결정부(530), 및 수신부(540)를 포함한다.
클러스터 할당부(510)는 기지국의 커버리지를 적어도 하나 이상의 클러스터 서비스 영역으로 구분하고, 각각의 클러스터 서비스 영역에 속한 적어도 하나 이상의 릴레이들을 클러스터로 구성한다.
수신부(540)는 제1 클러스터의 클러스터 서비스 영역에 위치한 단말기(130)로부터 제1 클러스터에 포함된 제1 릴레이(550)를 경유하여 접속 요구 메시지를 수신한다.
전송 경로 결정부(530)는 수신된 접속 요구 메시지에 기반하여 단말기(130)에 대한 제1 데이터 전송 경로를 결정한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 데이터 전송경로는 제1 클러스터에 속한 제3 릴레이를 포함할 수 있다.
전송부(520)는 접속 요구 메시지에 응답하여 제1 데이터 전송 경로를 제1 릴레이를 경유하여 단말기(130)로 전송한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 수신부(540)는 제1 릴레이(550)로부터 접속 요구 메시지에 연관된 수신 신호의 수신 전력을 수신하고, 전송 경로 결정부(530)는 수신 전력에 기반하여 데이터 전송 경로를 결정할 수 있다. 단말기(130)가 복수의 릴레이(550, 560)을 경유하여 접속 요구 메시지를 전송하는 경우에, 각각의 릴레이(550, 560)는 접속 요구 메시지를 전송한 신호에 대한 수신 전력을 측정하고, 측정된 수신 전력을 기지국(110)으로 전송할 수 있다. 각각의 릴레이(550, 560)가 측정한 수신 전력은 단말기(130)로부터 각각의 릴레이(550, 560)간의 무선 채널의 상태와 관련되어 있다. 제1 릴레이(550)로부터 수신한 수신 전력이 제2 릴레이(560)로부터 수신한 수신 전력보다 높은 경우에, 제1 릴레이(550)와 단말기(130)간의 무선 채널의 상태는 제2 릴레이(560)아 단말기(130)간의 무선 채널의 상태보다 우수하다. 따라서 전송 경로 결정부(530) 각각의 릴레이(550, 560)로부터 수신한 수신 전력에 기반하여 우수한 무선 채널을 이용하여 데이터가 전송되도록 데이터 전송 경로를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 수신부(540)가 제3 릴레이를 경유하여 단말기(130)로부터 데이터를 수신하는 경우에, 수신부(540)는 제3 릴레이를 경유하여 단말기(130)로부터 데이터 전송 경로 변경 요구 메시지를 수신할 수 있다. 전송 경로 결정부(530)는 데이터 전송 경로 변경 요구 메시지에 기반하여 제1 클러스터에 속하는 제4 릴레이를 포함하는 제2 데이터 전송 경로를 결정할 수 있다. 전송부(520)는 제2 데이터 전송 경로를 제3 릴레이를 경유하여 단말기(130)로 전송할 수 있다. 전송부(520)는 제2 데이터 전송 경로에 포함된 제4 릴레이를 경유하여 제2 데이터를 단말기(130)로 전송 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 수신부(540)가 제3 릴레이를 경유하여 단말기(130)로부터 데이터를 수신하는 경우에, 수신부(540)는 제3 릴레이를 경유하여 단말기(130)로부터 클러스터간 핸드 오버 요구 메시지를 수신할 수 있다. 전송 경로 결정부(530)는 클러스터간 핸드 오버 요구 메시지에 기반하여 제2 클러스터에 속하는 제2 릴레이(560)를 포함하는 제2 데이터 전송 경로를 결정할 수 있다. 전송부(520)는 제2 데이터 전송 경로에 포함된 제2 릴레이(560)를 경유하여 제2 데이터를 단말기(130)로 전송할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라서 특정 클러스터에 속한 복수의 릴레이가 각각 전송하는 하향링크 데이터 영역이 특정 단말기에서 동일한 시간 구간 동안에 수신되도록 프리앰블 신호를 이용하여 동기화된 하향링크 데이터 프레임의 구조를 도시한 도면이다. 이하 도 6을 참조하여 하향링크 데이터 프레임의 구조를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 하향링크 데이터 프레임(640, 650, 643, 644, 660, 663, 664, 670)은 프리앰블 영역(641, 651, 645, 646, 661, 671, 665, 666) 및 하향링크 데이터 영역(642, 652, 647, 648, 662, 672, 667, 668)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 기지국에 속한 각각의 릴레이(610, 620)는 기지국으로부터 수신한 데이터를 복수의 단말로 전송할 수 있다. 릴레이는 복수의 단말기로 각각 전송되는 데이터를 동일한 데이터 프레임에 포함하여 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 기지국에 속한 단말기(630)는 복수의 릴레이(610, 620)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 각각의 릴레이(610)로부터 수신하는 데이터는 동일한 데이터일 수도 있고, 서로 다른 데이터일 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 각각의 릴레이(610, 620)로부터 단말기(630)까지의 거리는 서로 다르다. 각각의 릴레이(610, 620)는 복수의 단말기로 데이터를 전송하므로, 각각의 단말기까지의 거리를 고려하여 데이터 전송시간을 보정할 수 없다. 따라서 단말기(630)가 각각의 릴레이(610, 620)로부터 동일한 데이터를 수신하는 경우에도, 각각의 데이터를 수신한 시각은 서로 다를 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 단말기(630)는 서로 다른 시간 구간 동안에 동일한 데이터를 복수의 릴레이(610, 620)로부터 수신하고, 수신 시간을 고려하여 각각 수신한 데이터를 결합할 수 있다. 각각의 릴레이(610, 620)로부터 단말기(630)로 전송되는 각각의 데이터의 오류 발생 확률은 각각의 릴레이(610, 620)로부터 단말기(630)까지의 무선 채널의 상태에 따라서 결정된다. 만약 각각의 릴레이(610, 620)로부터 단말기(630)간의 무선 채널의 상태가 서로 독립적으로(independent) 변화한다면, 단말기는 우수한 무선 채널을 경유하여 수신된 데이터만을 선택하거나, 우수한 무선 채널을 경유하여 수신된 데이터에 높은 가중치를 두어 수신된 데이터들을 결합할 수 있으므로 릴레이(610, 620)로부터 단말기(630)까지의 데이터 전송 효율이 향상된다.
이하 도 6에서는 각각의 릴레이(610, 620)가 전송한 데이터가 단말기(630)에서 동기화되어 수신되도록 각각의 릴레이(610, 620)가 전송시간을 보정하여 전송하는 실시예에 대하여 설명한다.
도 6의 (a)는 단말기(630)로부터 서로 다른 거리에 위치한 제1 릴레이(610) 및 제2 릴레이(620)가 단말기(630)로 데이터를 전송하는 것을 도시한 도면이다. 기지국에 속한 각각의 릴레이(610, 620)가 단말기(630)로부터 모두 같은 거리에 위치할 수는 없으므로 도 6의 (a)와 같이 각각의 릴레이(610, 620)가 단말기(630)로부터 서로 다른 거리에 위치하는 것이 일반적이다.
도 6의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따라서 동일한 클러스터에 속한 제1 릴레이(610) 및 제2 릴레이(620)가 서로 상이한 시간에 복수의 데이터 프레임(640, 650)을 전송한 경우에, 각각의 데이터 프레임(640, 650)은 단말기(630)에서 동기화되어 수신되는 것을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 도 6의 (b)에 도시된 데이터 프레임(640, 650)은 릴레이(610, 620)로부터 단말기(630)로 데이터를 전송하는 물리계층(physical layer)에서의 데이터 프레임일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 기지국으로부터 동일한 클러스터에 속한 제1 릴레이(610) 및 제2 릴레이(620)를 경유하여 단말기(630)로 전송되는 데이터는, 프리앰블 신호 영역(641, 651) 및 하향링크 데이터 영역(642, 652)을 포함하는 데이터 프레임에 포함되어 단말기(630)로 전송될 수 있다.
제1 릴레이(610)가 전송하는 제1 데이터 프레임(640) 및 제2 릴레이(620)가 전송하는 제2 데이터 프레임(650)은 각각 프리앰블 영역(641, 651) 및 하향링크 데이터 영역(642, 643)을 포함한다. 하향링크 데이터 영역(642, 643)에 포함된 데이터는 기지국으로부터 각각의 릴레이(610, 620)를 경유하여 단말기로 전송된다.
각각의 릴레이(610, 620)로부터 단말기(630)까지의 거리가 서로 동일하지 않으므로, 만약 각각의 릴레이(610)가 동일한 시간에 단말기(630)로 데이터 프레임(640, 650)을 전송한다면, 단말기(630)에서는 서로 다른 시간에 데이터 프레임(643, 644)을 수신하게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 각각의 릴레이(610, 620)는 각각의 릴레이(610, 620)와 단말기(630)간의 거리를 고려하여 서로 다른 시 간에 데이터 프레임(640, 650)을 전송한다. 전송된 데이터 프레임(643, 644)은 단말기(630)에서 동일한 시간 구간 동안에 수신될 수 있다. 각각의 데이터 프레임(643, 644)은 데이터 프레임(643, 644) 내의 동일한 시간 구간에 하향링크 데이터 영역(647, 648)을 포함하므로, 데이터 프레임(643, 644)이 서로 동일한 시간 구간 동안 수신되면, 각각의 하향링크 데이터 영역(647, 648)도 서로 동일한 시간 구간 동안 수신된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 특정 클러스터에 속한 복수의 릴레이가 각각 전송하는 하향링크 데이터 영역은 단말기(630)에서 동일한 시간에 수신되도록 프리앰블 신호를 이용하여 동기화될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 단말기(630)는 각각의 데이터 프레임(640, 650)에 포함된 각각의 프리앰블(641, 651) 신호를 수신하고, 수신된 프리앰블(645, 646)신호에 기반하여 각각의 데이터 프레임(643, 644)이 동일한 시간 구간 동안 수신되었는지 여부를 판단할 수 있다. 동일한 시간 구간 동안 수신되지 않은 경우에, 단말기(630)는 릴레이(610, 620)가 각각의 데이터 프레임(640, 650)을 전송하는 시각을 제어하는 제어 신호를 릴레이(610, 620)로 전송할 수 있다. 각각의 릴레이(610, 620)는 제어 신호에 기반하여 각각의 데이터 프레임(640, 650)의 전송 시각을 보정할 수 있다.
도 6의 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따라서 제1 릴레이(610) 및 제2 릴에이(620)가 전송한 데이터 프레임(660, 670)이 서로 동기화되어 수신되지 않은 경우에도, 각각의 데이터 프레임(663, 664)에 포함된 데이터(667, 668)는 서로 동기화되어 수신되는 것을 도시한 도면이다.
제1 릴레이(610) 단말기(630)로 전송되는 제1 데이터 프레임(660) 및 제2 릴레이(620)로부터 단말기(630)로 전송되는 제2 데이터 프레임(670)은 각각 프리앰블 영역(661, 671) 및 하향링크 데이터 영역(662, 672)을 포함할 수 있다. 하향링크 데이터 영역(662, 672)은 각각의 데이터 프레임(660, 670)내에서 서로 다른 위치에 포함되어 단말기(630)로 전송될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 단말기(630)는 제1 데이터 프레임(663) 및 제2 데이터 프레임(664)을 서로 다른 시간 구간 동안 수신하지만, 각각의 데이터 프레임(663, 664)에 포함된 각각의 하향링크 데이터 영역(667. 668)은 서로 동기화되어 수신될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 단말기(630)는 제1 데이터 프레임(663) 및 제2 데이터 프레임(664)에 포함된 각각의 프리앰블 신호(665, 666)에 기반하여 각각의 하향링크 데이터 영역(667. 668)이 서로 동기화되어 수신되도록 각각의 릴레이(610, 620)로 제어 신호를 전송하고, 각각의 릴레이(610, 620)는 각각의 하향링크 데이터 영역(667, 668)의 전송 시각을 보정하여 단말기(630)로 전송할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라서 접속 요구 메시지를 전송하는 방법을 단계별로 도시한 순서도이다. 이하 도 7을 참조하여 접속 요구 메시지를 전송하는 방법을 상세히 설명하기로 한다.
단계(S721)에서는 제1 클러스터에 속한 제1 릴레이(711)는 단말기(713)로 제1 프리앰블 신호를 전송한다.
단계(S722)에서는 제2 클러스터에 속한 제2 릴레이(711)는 단말기(713)로 제2 프리앰블 신호를 전송한다.
단계(S723)에서는 제1 프리앰블 신호 및 제2 프리앰블 신호에 기반하여 접속 클러스터를 선택할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 단말기(713)는 제1 프리앰블 신호 및 제2 프리앰블 신호의 수신 전력에 기반하여 접속 클러스터를 선택할 수 있다.
단계(S730)에서는 접속 클러스터에 속한 릴레이로 접속 요구 메시지를 전송한다. 도 7에서는 단말기(713)가 제1 클러스터를 접속 클러스터로 선택하고, 제1 클러스터에 속한 제1 릴레이(711)로 접속 요구 메시지를 전송하는 실시예가 도시되었다.
단계(S740)에서는 접속 요구 메시지를 수신한 제1 릴레이(711)는 접속 요구 메시지에 연관된 수신 신호의 수신 전력을 측정한다. 단말기(713)로부터 접속 요구 메시지를 수신한 수신 신호는 단말기(713)와 제1 릴레이(711)간의 무선 채널의 상태에 의존한다. 무선 채널의 상태가 우수한 경우에 접속 요구 메시지에 연관된 수신 신호의 수신 전력은 높은 값을 가진다.
단계(S750)에서는 제1 릴레이(711)는 접속 요구 메시지를 기지국(710)으로 전송할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 접속 요구 메시지를 수신한 제1 릴레이(711)는 제1 클러스터에 속한 다른 릴레이들과 협력 통신하여 접속 요구 메시지를 기지국(710)으로 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 복수의 릴레이가 접속 요구 메시지를 수신할 수 있다. 복수의 릴레이는 각각 수신한 접속 요구 메시지를 기지국(710)으로 전송 할 수 있다.
단계(S760)에서 기지국(710)은 기지국(710)으로부터 단말기(713)로 데이터를 전송하는 데이터 전송 경로를 결정할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 기지국(710)은 복수의 릴레이 중에서 접속 요구 메시지에 연관된 수신신호의 수신 전력이 가장 높은 릴레이를 데이터 전송 경로에 포함하여 데이터 전송 경로를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 기지국(710)이 결정한 데이터 전송 경로는 제1 클러스터 내의 복수의 릴레이가 서로 협력 통신하여 데이터를 단말기(713)로 전송하는 전송 경로일 수 있다.
단계(S770)에서는 기지국(710)이 결정한 데이터 전송 경로가 제1 릴레이(711)를 경유하여 단말기(713)로 전송된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 데이터 전송 경로는 제1 클러스터에 속한 제3 릴레이를 포함하고, 단말기(713)는 제3 릴레이를 경유하여 데이터를 기지국(710)으로 전송할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라서 전송 경로 변경 요구 메시지를 전송하는 방법을 단계별로 도시한 순서도이다. 이하 도 8을 참조하여 전송 경로 변경 요구 메시지를 전송하는 방법을 상세히 설명하기로 한다.
단계(S820)에서는 기지국(810)은 제1 클러스터에 속한 제3 릴레이(811)을 경유하여 제1 데이터를 단말기(813)로 전송한다.
단계(S831)에서는 제3 릴레이(811)는 제3 프리앰블 신호를 단말기(813)로 전송한다.
단계(S832)에서는 제1 클러스터에 속한 제4 릴레이(812)는 제4 프리앰블 신호를 단말기(813)로 전송한다.
단계(S840)에서는 단말기(813)는 제3 프리앰블 신호 및 제4 프리앰블 신호에 기반하여 데이터 전송 경로를 변경할지 여부를 결정한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 단계(S840)에서는 제3 프리앰블 신호의 수신 전력 및 제4 프리앰블 신호의 수신 전력에 기반하여 전송 경로를 변경할지 여부를 결정할 수 있다. 각각의 릴레이(811. 812)로부터 수신한 각각의 프리앰블 신호의 수신 전력은 각각의 릴레이(811, 812)로부터 단말기(813)까지의 무선 채널의 생태에 의존한다. 따라서 프리앰블 신호의 수신 전력이 높은 릴레이를 포함하도록 데이터 전송 경로를 변경한다면, 무선 채널의 상태가 우수한 릴레이만을 경유하여 데이터를 전송할 수 있다.
단계(S850)에서는 데이터 전송 경로 변경 요구 메시지를 제3 릴레이(811)를 경유하여 기지국(810)으로 전송할 수 있다.
단계(S860)에서는 기지국(810)은 전송 경로 요구 메시지에 기반하여 제2 데이터 전송 경로를 결정한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 단말기(813)에서 제4 릴레이(812)로부터 수신한 프리앰블 신호의 수신 전력이 가장 높은 경우에, 기지국(810)은 제2 데이터 전송 경로가 제4 릴레이(812)를 포함하도록 결정할 수 있다.
단계(S870)에서는 기지국(810)은 결정된 제2 데이터 전송 경로를 제3 릴레이(811)를 경유하여 단말기(813)로 전송한다.
단계(S880)에서는 기지국(810)은 제2 데이터 전송 경로를 경유하여 제2 데이터를 단말기(813)로 전송한다.
본 발명의 다양한 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 프리앰블 신호 영역 및 하향링크 데이터 영역을 전송하기 위한 데이터 프레임은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독될 수 있는 기록 매체에 기록될 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 본 발명에서 설명된 단말기, 릴레이, 또는 기지국의 동작의 전부 또는 일부가 컴퓨터 프로그램으로 구현된 경우, 상기 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체도 본 발명에 포함된다.
도 1은 본 발명에 따라 각각의 클러스터로 구분된 협력 메쉬 릴레이를 이용하여 데이터를 전송하는 통신 시스템을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라서 복수의 클러스터 중에서 기지국으로 접속하기 위한 접속 클러스터를 선택하는 단말기의 구조를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라서 복수의 클러스터 중에서 접속 클러스터를 선택하는 단말기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라서 단말기로부터 수신된 접속 요구 메시지를 기지국으로 전송하는 릴레이의 구조를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라서 단말기로부터 각각의 클러스터에 속한 복수의 릴레이를 경유하여 접속 요구 메시지를 수신하는 기지국의 구조를 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라서 특정 클러스터에 속한 복수의 릴레이가 각각 전송하는 하향링크 데이터 영역이 특정 단말기에서 동일한 시간 구간 동안에 수신되도록 프리앰블 신호를 이용하여 동기화된 하향링크 데이터 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라서 접속 요구 메시지를 전송하는 방법을 단계별로 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라서 전송 경로 변경 요구 메시지를 전송하는 방법을 단계별로 도시한 순서도이다.

Claims (18)

  1. 복수의 릴레이가 속한 기지국에 접속하는 단말기에 있어서,
    N1개의 릴레이로 구성된 제1 클러스터(cluster)에 속한 제1 릴레이로부터 제1 프리앰블 신호를 수신하고, N2개의 릴레이로 구성된 제2 클러스터에 속한 제2 릴레이로부터 제2 프리앰블 신호를 수신하는 수신부;
    상기 제1 및 상기 제2 프리앰블 신호에 기반하여, 상기 제1 클러스터를 상기 기지국에 접속하기 위한 접속 클러스터로 선택하는 제어부; 및
    상기 제1 릴레이로 접속 요구 메시지를 전송하는 전송부
    를 포함하고,
    상기 접속 요구 메시지는 상기 제1 릴레이를 경유하여 상기 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 하는 단말기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프리앰블 신호의 패턴은 상기 제2 프리앰블 신호의 패턴과 서로 상이하고,
    상기 수신부는 상기 제1 클러스터에 속한 제3 릴레이로부터 상기 제1 프리앰블 신호와 동일한 패턴의 제3 프리앰블 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 제1 클러스터에 속한 제3 릴레이로부터 제3 프리앰블 신호를 수신하고,
    상기 제어부는 상기 제1 프리앰블 신호의 수신 전력 및 제3 프리앰블 신호의 수신 전력에 합에 기반하여 상기 제1 릴레이를 포함하는 데이터 전송 경로를 결정하고,
    상기 전송부는 상기 결정된 데이터 전송 경로에 기반하여 상기 기지국으로 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 제1 클러스터에 속한 제3 릴레이로부터 상기 제1 프리앰블 신호와 서로 직교하는 제3 프리앰블 신호를 수신하고,
    상기 제어부는 상기 제1, 상기 제2, 및 상기 제3 프리앰블 신호에 기반하여 상기 제1 릴레이를 포함하는 데이터 전송 경로를 결정하고,
    상기 전송부는 상기 결정된 데이터 전송 경로에 기반하여 상기 기지국으로 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 및 상기 제2 프리앰블 신호의 수신 전력에 기반하여 상기 접속 클러스터를 선택하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 기지국으로부터 상기 제1 클러스터에 속한 제3 릴레이를 포함하는 제1 데이터 전송 경로를 수신하고,
    상기 전송부는 상기 수신된 제1 데이터 전송 경로를 경유하여 상기 기지국으로 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 제3 릴레이 및 상기 제1 클러스터에 속한 제4 릴레이로부터 제3 및 제4 프리앰블 신호를 각각 수신하고,
    상기 제어부는 상기 제3 및 상기 제4 프리앰블 신호에 기반하여 데이터 전송 경로를 변경할지 여부를 결정하고,
    상기 전송부는 상기 결정에 따라서 데이터 전송 경로 변경 요구 메시지를 상기 제3 릴레이를 경유하여 상기 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 제3 릴레이를 경유하여 상기 기지국으로부터 제2 데이터 전송 경로를 수신하고,
    상기 전송부는 상기 수신된 제2 데이터 전송 경로에 포함된 제4 릴레이를 경유하여 상기 기지국으로 제2 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 제3 릴레이를 경유하여 상기 기지국으로부터 데이터를 수신하고, 상기 제3 릴레이로부터 제3 프리앰블 신호를 수신하고,
    상기 제어부는 상기 제2 및 상기 제3 프리앰블 신호에 기반하여 상기 제1 클러스터로부터 상기 제2 클러스터로 핸드 오버할지 여부를 결정하고,
    상기 전송부는 상기 결정에 따라서 클러스터간 핸드 오버 요구 메시지를 상기 제3 릴레이를 경유하여 상기 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 클러스터간 핸드 오버 요구 메시지에 응답하여 상기 제2 릴레이를 포함하는 제2 데이터 전송 경로를 상기 제3 릴레이를 경유하여 수신하고,
    상기 전송부는 상기 수신한 제2 데이터 전송 경로를 경유하여 상기 기지국으로 제2 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  11. 복수의 릴레이로 구성된 클러스터에 속한 릴레이에 있어서,
    상기 클러스터의 서비스 영역에 위치한 단말기로 프리앰블 신호를 전송하는 전송부; 및
    상기 전송된 프리앰블 신호에 기반하여 생성된 접속 요구 메시지를 상기 단말기로부터 수신하는 수신부
    를 포함하고,
    상기 전송부는 상기 수신된 접속 요구 메시지를 상기 릴레이가 속한 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 릴레이.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 접속 요구 메시지에 연관된 수신 신호의 수신 전력을 측정하는 수신 전력 측정부
    를 더 포함하고,
    상기 전송부는 상기 측정된 수신 전력에 기반하여 결정된 데이터 전송 경로를 상기 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 릴레이.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전송부는 상기 측정된 수신 전력을 상기 기지국으로 전송하고,
    상기 수신부는 상기 기지국으로부터 상기 수신 전력에 기반하여 결정된 상기 데이터 전송 경로를 수신하는 것을 특징으로 하는 릴레이.
  14. 기지국의 커버리지를 적어도 하나 이상의 클러스터 서비스 영역으로 구분하고, 상기 각각의 클러스터 서비스 영역에 속한 적어도 하나 이상의 릴레이들을 클 러스터로 구성하는 클러스터 할당부;
    제1 클러스터의 클러스터 서비스 영역에 위치한 단말기로부터 상기 제1 클러스터에 포함된 제1 릴레이를 경유하여 접속 요구 메시지를 수신하는 수신부;
    상기 접속 요구 메시지에 기반하여 상기 단말기에 대한 제1 데이터 전송 경로를 결정하는 전송 경로 결정부; 및
    상기 접속 요구 메시지에 응답하여 상기 결정된 제1 데이터 전송 경로를 상기 제1 릴레이를 경유하여 상기 단말기로 전송하는 전송부
    를 포함하고,
    상기 제1 데이터 전송 경로는 상기 제1 클러스터에 속한 제3 릴레이를 경유하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 제1 릴레이로부터 상기 접속 요구 메시지에 연관된 수신 신호의 수신 전력을 수신하고,
    상기 전송 경로 결정부는 상기 수신 전력에 기반하여 상기 데이터 전송 경로를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 제3 릴레이를 경유하여 상기 단말기로부터 데이터 전송 경로 변경 요구 메시지를 수신하고,
    상기 전송 경로 결정부는 상기 데이터 전송 경로 변경 요구 메시지에 기반하여 상기 제1 클러스터에 속하는 제4 릴레이를 포함하는 제2 데이터 전송 경로를 결정하고,
    상기 전송부는 상기 제2 데이터 전송 경로를 상기 데이터 전송 릴레이를 경유하여 상기 단말기로 전송하고, 상기 제4 릴레이를 경유하여 상기 단말기로 제2 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 제3 릴레이를 경유하여 상기 제1 클러스터로부터 제2 클러스터로 핸드 오버를 요구하는 클러스터간 핸드 오버 요구 메시지를 수신하고,
    상기 전송 경로 결정부는 상기 클러스터간 핸드 오버 요구 메시지에 기반하여 상기 제2 릴레이를 포함하는 제2 데이터 전송 경로를 결정하고,
    상기 전송부는 상기 제2 데이터 전송 경로를 상기 데이터 전송 릴레이를 경유하여 상기 단말기로 전송하고, 상기 제2 릴레이를 경유하여 상기 단말기로 제2 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
  18. 프리앰블 신호 영역; 및
    기지국으로부터 상기 릴레이를 경유하여 단말기로 전송되는 하향링크 데이터를 포함하는 하향링크 데이터 영역
    을 포함하고,
    상기 하향링크 데이터 영역은 특정 클러스터에 속한 복수의 릴레이로부터 상기 단말기로 전송되고, 상기 단말기에서 동일한 시간 구간 동안에 수신되도록 상기 프리앰블 신호를 이용하여 동기화되어 전송되는 것을 특징으로 하는 하향링크 데이터 프레임을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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